Размещено на http://www.allbest.ru/

Экономит ли топливо автоматика тепловых пунктов зданий, присоединенных к ТЭЦ?

В.Ф. Гершкович

Рассмотрим (рис. 1) принципиальную схему паротурбинной установки ТЭЦ.

Теплота топлива ВТЭЦ, сжигаемого в паровом котле 1, расходуется на выработку пара высокого давления, который поступает в турбину 2, соединенную с электрогенератором 3. При расширении пара в турбине вырабатывается электрическая энергия W. До того, как энергетический потенциал пара будет выработан полностью, часть его через отбор турбины поступает в конденсатор 4 отборного пара, в котором энергия Q1 передается сетевой воде системы централизованного теплоснабжения 6. Остальной пар продолжает работу в турбине 2, вырабатывая электрическую энергию. После того, как давление энергетического пара понизится, он сконденсируется в конденсаторе 5, отдавая теплоту конденсации Q2 атмосфере через градирню 7.

Если условно пренебречь тепловыми потерями в котле и в трубопроводах ТЭЦ, то

ВТЭЦ=W+Q1+Q2.

Чем больше используется тепла в системе, тем меньше его выбрасывается в атмосферу.

Чтобы зашифрованные буквенными символами физические величины более предметно отражали суть процессов, рассмотрим условную систему централизованного теплоснабжения с присоединенными к ней системами отопления общей тепловой мощностью 100 Гкал/ч, которые при отсутствии автоматического регулирования потребляют 200 тыс. Гкал или около 840 тыс. ГДж в год. теплоснабжение отопление электроэнергия

Для дальнейшего анализа воспользуемся данными о зависимости выработки электроэнергии на тепловом потреблении ТЭЦ от температуры конденсации энергетического пара. Эти данные для турбины, использующей пар с температурой 540 ОС, иллюстрируются графиком, изображенным на рис. 2.

Пользуясь графиком, определено, что при температуре конденсации отборного пара ТЭЦ 70 ОС на каждом ГДж тепловой энергии можно выработать 187 кВт.ч электрической энергии. Таким образом, выработка электроэнергии на тепловом потреблении составит

840*103*187810-6=157 ГВт.ч/год.

Расходы условнопо топлива на ТЭЦ, кг/ч:

Bтэц=bтэц * W+(Q1/qB)

где bтэц - величина удельного расхода условного топлива, расходуемого на выработку электроэнергии на ТЭЦ. Примем bтэц = 0,155 кг/кВт.ч; qB - теплотворная способность условного топлива, равная 7000 ккал/кг или 0,029 ГДж/кг. Для нашей условной системы:

Втэц=(0,155*157*106+840000/0,029)103=53000 т/год.

А теперь представим себе, что системы отопления регулируются, и за отопительный период потребители израсходовали тепла на 20% меньше, т.е. не 840 тыс., а 672 тыс. ГДж, а часть отборного пара ушла в конденсатор, где при температуре конденсации 30 ОС удельная выработка электрической энергии составляет (рис. 2) 235 кВтч/ГДж. Топливо на ТЭЦ при этом будет сжигаться в том же количестве, т.е. 53 тыс. т в год, но при этом дополнительно будет выработано (840-672)*103*(235-187)10-6=8 ГВтч/год электроэнергии, и конденсационные электростанции энергетической системы теоретически могли бы выработать на 8 ГВт*ч меньше. На этих электростанциях расходуется 0,35 кг условного топлива при выработке одного кВтч, а это означает, что в результате автоматического регулирования отопительных систем, присоединенных к ТЭЦ, на других электростанциях можно было бы сократить потребление топлива на 0,35.8.106=2,8.106 кг или на 2800 т у. т.

Отметим, что экономия 20% тепла в зданиях, присоединенных к котельной мощностью 100 Гкал/ч, позволила бы сократить расход условного топлива примерно на 6,2 тыс. т в год. Таким образом, теоретически достижимый эффект экономии топлива вследствие регулирования в зданиях, присоединенных к ТЭЦ, в 2,5 раза ниже, чем в системе с районной котельной.

На самом деле, дополнительная электроэнергия, которая могла бы быть выработана на ТЭЦ в результате уменьшения количества отборного пара, вызванного регулированием в зданиях, может быть востребована лишь в часы максимального потребления электроэнергии. Это случается во время стояния сильных морозов, когда отопительные системы зданий работают на полную мощность, а регуляторы теплового потока бездействуют. В остальное время дополнительная электрическая энергия, которая могла бы вырабатываться на ТЭЦ, энергетической системой приниматься не будет, поскольку в этот период электрические нагрузки покрываются крупными (в том числе, атомными) электростанциями, работающими в базовом режиме графика потребления. В некоторых случаях администрациям ТЭЦ приходится даже платить штрафы за выработку дополнительной электрической энергии в неположенное время.

Выводы